JP2004108965A - 蒸気加減弁制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸気加減弁を駆動制御する油圧系統内に空気が入ることを防ぎ、万一空気が入ってしまった場合でも、給水ポンプ駆動用蒸気タービンの起動特性を悪化させることのない蒸気加減弁制御装置を提供する。
【解決手段】原子炉１に緊急に冷却水を供給する給水ポンプ２を駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービン３の実速度信号および給水速度指令を入力されて電油変換器入力信号を出力する給水及びタービン速度制御装置１０と、前記電油変換器入力信号を受けて油圧シリンダー１３を駆動制御する電油変換器１２とを備えて、前記油圧シリンダー１３によって前記給水ポンプ駆動用蒸気タービン３の蒸気入口側に設置された蒸気加減弁５を駆動制御する蒸気加減弁制御装置において、前記電油変換器１２への油系統に、この油系統に混入した空気を除去する給油ドレンポット９を備えた構成とする。
【選択図】 図１
【解決手段】原子炉１に緊急に冷却水を供給する給水ポンプ２を駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービン３の実速度信号および給水速度指令を入力されて電油変換器入力信号を出力する給水及びタービン速度制御装置１０と、前記電油変換器入力信号を受けて油圧シリンダー１３を駆動制御する電油変換器１２とを備えて、前記油圧シリンダー１３によって前記給水ポンプ駆動用蒸気タービン３の蒸気入口側に設置された蒸気加減弁５を駆動制御する蒸気加減弁制御装置において、前記電油変換器１２への油系統に、この油系統に混入した空気を除去する給油ドレンポット９を備えた構成とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉への給水が停止するなどの緊急時に冷却水を供給するための給水ポンプを駆動する蒸気タービンの蒸気入口側に設けられた蒸気加減弁を駆動制御する蒸気加減弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉への給水が停止するなどの緊急時に冷却水を供給するための給水ポンプを駆動するための蒸気タービンは通常時停止している。しかし、原子炉冷却水の水位が下がった場合には、このような蒸気タービンで駆動される給水ポンプは急速に起動されて冷却水を原子炉に供給するようになっている。
【０００３】
図６は従来の蒸気加減弁制御装置の概略構成を示す系統図である。すなわち、給水ポンプ駆動用蒸気タービン３の蒸気入口には蒸気止め弁４と蒸気加減弁５が設置されている。蒸気止め弁４は通常時は閉止しているが、原子炉１の水位が下がったことを検出して電動で弁が開く構成となっている。蒸気加減弁５は、弁棒に設置された蒸気加減弁全開用ばね１５で通常時は全開しているが、蒸気止め弁４が開くことによって給水ポンプ駆動用蒸気タービン３に原子炉１からの蒸気が流入して蒸気タービン３の回転速度が上昇すると、給水及びタービン速度を制御するために蒸気加減弁５が全開から閉止する方向に徐々に制御される。
【０００４】
蒸気タービン３が回転すると、その軸を動力として駆動される潤滑油ポンプ７が作動して蒸気タービン軸受１９に潤滑油を供給する。その潤滑油の一部は、蒸気タービン３の軸を動力として駆動される制御油ポンプ８で昇圧されて制御油となり、電油変換器１２により後述する制御信号に基づいて油圧シリンダー１３を駆動する。そしてこの油圧シリンダー１３のピストンとリンク機構により接続された蒸気加減弁５の弁棒が駆動されることにより、その開度が制御される。
【０００５】
給水及びタービン速度制御装置１０は、図７の制御ブロック図に示すように、給水速度指令信号で要求される蒸気タービン回転速度と、タービン軸に設置された速度検出器１１の出力信号とを比較演算して、その偏差信号を電油変換器１２に送出する。
【０００６】
給水ポンプ駆動用蒸気タービン３は電気動力を使用せず、流入する蒸気のエネルギーのみを使用して潤滑と制御を行うようにタービン駆動のポンプを組み合わせた系統構成となっている。また、これらの駆動装置は機器の制約上、タービンの基礎ベース内に設置された油タンク６の上部に設置されているため、油圧系統の途中に空気が入った場合、蒸気タービン３が起動して油圧が確立されるまで空気が抜けにくい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の蒸気加減弁制御装置においては、油系統内に空気が流入した場合に空気の圧縮により動作の遅れが生じるため、給水ポンプ駆動用蒸気タービンは、起動時の過渡的回転速度が高くなりやすい。過渡的回転速度が高いと、安定するまでに時間がかかり、給水ポンプ２が定格状態に達するまでの時間が長くなり、急速に起動して冷却水を原子炉に給水することができない。
【０００８】
このように、従来の蒸気加減弁制御装置は、油圧系統内に空気が入った場合に給水ポンプ駆動用蒸気タービンの起動特性が悪くなり、緊急時に駆動する蒸気タービンとしての安定的な運用を行うことができない。
【０００９】
そこで本発明は、蒸気加減弁を駆動制御する油圧系統内に空気が入ることを防ぎ、万一空気が入ってしまった場合でも、給水ポンプ駆動用蒸気タービンの起動特性を悪化させることのない蒸気加減弁制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記制御油ポンプ上流側にこの油系統内に混入した空気を除去する給油ドレンポットを設けるとともに、このドレンポットからオリフィスを介して前記油タンクに接続されるバイパス系統を設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、油系統に空気が混入した場合においても、油系統を起動した際に給油ドレンポットにて空気が系外に放出され空気を油系統から抜くことができ、空気混入による蒸気タービン起動時の過渡的回転速度上昇を防止することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である前記電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記排油ラインにこの油系統内に混入した空気を除去する排油ドレンポットを設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、油系統に空気が混入した場合においても、油系統を起動した際に排油ドレンポットにて空気が系外に放出され空気を油系統から抜くことができ、空気混入による蒸気タービン起動時の過渡的回転速度上昇を防止することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記油圧シリンダーのピストンにこの油系統内に混入した空気を除去するオリフィスを設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、油圧シリンダーのピストン下部に溜まった空気をオリフィスからピストン上部を経由して抜くことができるため、油系統への空気混入による蒸気タービン起動時の過渡的回転速度上昇を防止することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記油圧シリンダーのピストンをラビリンス構造にしたことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、油圧シリンダーのピストン下部に溜まった空気をピストンのラビリンス部とシリンダー内壁部の隙間からピストン上部を経由して抜くことができるため、油系統への空気混入による蒸気タービン起動時の過渡的回転速度上昇を防止することができる。
【００１８】
請求項５の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記給水及びタービン速度制御装置は、給水ポンプ駆動用蒸気タービン起動信号が入った直後の数秒間に亘り、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号に代わり、蒸気加減弁急閉信号を入力信号とすることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、給水ポンプ駆動用蒸気タービン駆動信号が入っても、その直後に蒸気加減弁を閉じるので、急速に蒸気タービンが速度上昇することが無くなり、蒸気タービンを短時間に定回転数に制御することが可能となる。
【００２０】
請求項６の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記給水及びタービン速度制御装置は、入力されたタービン実速度信号に進み信号を加えて先行実速度信号として出力させる進み／遅れ回路を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、蒸気タービンの実回転数より予め先行させた信号で蒸気加減弁の制御を行うため、蒸気タービンを短時間に定回転数に制御することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態の蒸気加減弁制御装置の系統図である。すなわち、制御油ポンプ８の上流側にオリフィス１４を備えた給油ドレンポット９を設置し、制御油ポンプ８、電油変換器１２及び油圧シリンダー１３よりも高い位置に設置した構成である。
【００２３】
給油ドレンポット９は蒸気加減弁５の緊急時の閉止に油圧シリンダー１３が動作するに必要な容量以上の油が溜められており、蒸気タービン３が急速に起動して回転速度が上昇した時に給油ドレンポット９の中の油を制御油ポンプ８に給油することができる。また、潤滑油ポンプ７の容量は制御油ポンプ８及び蒸気タービン３の軸受で使用される容量よりも大きいため、油系統内に空気が入っている場合であっても起動時に給油ドレンポット９のオリフィス１４を経由して空気が自動的に押し出されて抜くことができる。
【００２４】
この構成であると、制御油ポンプ８の上流側に入った空気は給油ドレンポット９に溜まる。そして給油ドレンポット９の最下部の油が制御油ポンプ８に給油されるため制御油ポンプ８側には空気が混入しない。また、油系統内に混入した空気は蒸気タービン３の停止時に給油ドレンポット９の上部に溜まる。この空気はタービンの起動時にドレンポットの空気抜きオリフィス１４を経由して抜かれる。
【００２５】
本実施の形態の蒸気加減弁制御装置における蒸気加減弁５のストロークＳ、および蒸気タービン３の回転速度Ｎの経時変化は図２のようになる。蒸気加減弁５のストロークＳは従来の技術におけるよりも早く閉動作し、蒸気タービン３の回転速度Ｎは従来の技術よりも過上昇が少ないことが分かる。
【００２６】
このように本実施の形態の蒸気加減弁制御装置においては、制御油ポンプ８の上流側に空気抜き用の給油ドレンポット９を設置して、油系統内に混入した空気は電油変換器１２及び油圧シリンダー１３側に入らないように除去し、空気混入による蒸気弁の動作遅れを防止することができる。すなわち、油系統内の空気が抜かれるため、蒸気加減弁５の動作遅れがなくなり、給水ポンプ駆動用蒸気タービン３の起動時の回転数の過渡的上昇が少なくなる。
【００２７】
図３は本発明の第２の実施の形態の要部を示し、電油変換器１２と油タンク７６を結ぶ排油系統にに排油ドレンポット１６を設置した構成である。他の構成は従来技術（図６）と同じである。この実施の形態では、排油系統にドレンポット１６を設置し、制御油ポンプ８、電油変換器１２及び油圧シリンダー１３よりも高い位置に置くことによって、空気が排油系統に溜まらないようにすることができる。
【００２８】
図４は本発明の第３の実施の形態の要部を示し、油圧シリンダー１３に空気が溜まらないようにしたものである。
図４（ａ）は、油圧シリンダー１３のピストン部分に空気抜きオリフィス１７を設け、シリンダーの下部に溜まった空気はシリンダーの上部を経由して排出される。図４（ｂ）では油圧シリンダー１３のピストンをラビリンス構造１８としてラビリンス構造とシリンダー内壁との間から下に溜まった空気を排出するようにしている。
【００２９】
この実施の形態においては、オリフィス１７やラビリンス構造１８から洩れる油量は油圧シリンダー１３への給油量に比較して十分に少なくし、これらの構造による動作遅れがないような構成にする。
【００３０】
図５は本発明の第４の実施の形態の要部を示す。
図５（ａ）は、給水及びタービン速度制御装置１０に蒸気タービン３起動時の数秒のみ蒸気加減弁全閉信号が入力信号となるようにした構成のブロック図である。蒸気タービン３が回転上昇する前に蒸気タービン３の起動信号が入力された時点で蒸気加減弁急閉信号を与えて蒸気加減弁５を強制的に閉止させる。このようにすることによって、蒸気タービン３の回転速度が上がってきてから蒸気加減弁５を制御する場合に比べ早い段階で閉止信号が入るため、蒸気タービン３の過渡的回転速度をより低く抑えることができ、短時間で定回転数に制御することができる。
【００３１】
図５（ｂ）は、給水及びタービン速度制御装置１０の速度検出器１１からのタービン実速度信号１１ａの入力部に進み遅れ回路を設置して進み定数を大きく設定したものである。この構成によっても、図５（ａ）と同様に蒸気タービン３の実回転速度に先行して速度制御を行うことができるので短時間で定回転数に制御することができる。なお、図５（ａ），（ｂ）を組み合わせた制御回路でも同様な効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の蒸気加減弁制御装置によれば、油系統内への空気の混入を防ぎ、万一空気が混入した場合でも、原子炉に緊急時に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する蒸気タービンの動作遅れを少なくして安定に起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の蒸気加減弁制御装置を示す系統図。
【図２】上記第１の実施の形態の蒸気加減弁制御装置の動作を説明する図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の蒸気加減弁制御装置の要部を示す系統図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の蒸気加減弁制御装置の要部を示す図。
【図５】本発明の第４の実施の形態の蒸気加減弁制御装置を示し、（ａ），（ｂ）はそれぞれ異なる給水及びタービン速度制御装置の実施例を示すブロック図。
【図６】従来の蒸気加減弁制御装置を示す系統図。
【図７】従来の蒸気加減弁制御装置における給水及びタービン速度制御装置のブロック図。
【符号の説明】
１…原子炉、２…給水ポンプ、３…給水ポンプ駆動用蒸気タービン、４…蒸気止め弁、５…蒸気加減弁、６…油タンク、７…潤滑油ポンプ、８…制御油ポンプ、９…給油ドレンポット、１０…給水及びタービン速度制御装置、１１…速度検出器、１１ａ…タービン実速度信号、１２…電油変換器、１３…油圧シリンダー、１４…空気抜きオリフィス、１５…蒸気加減弁全開用ばね、１６…排油ドレンポット、１７…空気抜きオリフィス、１８…ラビリンス構造、１９…軸受、２０…排油系統、２１…バイパス系統。
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉への給水が停止するなどの緊急時に冷却水を供給するための給水ポンプを駆動する蒸気タービンの蒸気入口側に設けられた蒸気加減弁を駆動制御する蒸気加減弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉への給水が停止するなどの緊急時に冷却水を供給するための給水ポンプを駆動するための蒸気タービンは通常時停止している。しかし、原子炉冷却水の水位が下がった場合には、このような蒸気タービンで駆動される給水ポンプは急速に起動されて冷却水を原子炉に供給するようになっている。
【０００３】
図６は従来の蒸気加減弁制御装置の概略構成を示す系統図である。すなわち、給水ポンプ駆動用蒸気タービン３の蒸気入口には蒸気止め弁４と蒸気加減弁５が設置されている。蒸気止め弁４は通常時は閉止しているが、原子炉１の水位が下がったことを検出して電動で弁が開く構成となっている。蒸気加減弁５は、弁棒に設置された蒸気加減弁全開用ばね１５で通常時は全開しているが、蒸気止め弁４が開くことによって給水ポンプ駆動用蒸気タービン３に原子炉１からの蒸気が流入して蒸気タービン３の回転速度が上昇すると、給水及びタービン速度を制御するために蒸気加減弁５が全開から閉止する方向に徐々に制御される。
【０００４】
蒸気タービン３が回転すると、その軸を動力として駆動される潤滑油ポンプ７が作動して蒸気タービン軸受１９に潤滑油を供給する。その潤滑油の一部は、蒸気タービン３の軸を動力として駆動される制御油ポンプ８で昇圧されて制御油となり、電油変換器１２により後述する制御信号に基づいて油圧シリンダー１３を駆動する。そしてこの油圧シリンダー１３のピストンとリンク機構により接続された蒸気加減弁５の弁棒が駆動されることにより、その開度が制御される。
【０００５】
給水及びタービン速度制御装置１０は、図７の制御ブロック図に示すように、給水速度指令信号で要求される蒸気タービン回転速度と、タービン軸に設置された速度検出器１１の出力信号とを比較演算して、その偏差信号を電油変換器１２に送出する。
【０００６】
給水ポンプ駆動用蒸気タービン３は電気動力を使用せず、流入する蒸気のエネルギーのみを使用して潤滑と制御を行うようにタービン駆動のポンプを組み合わせた系統構成となっている。また、これらの駆動装置は機器の制約上、タービンの基礎ベース内に設置された油タンク６の上部に設置されているため、油圧系統の途中に空気が入った場合、蒸気タービン３が起動して油圧が確立されるまで空気が抜けにくい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の蒸気加減弁制御装置においては、油系統内に空気が流入した場合に空気の圧縮により動作の遅れが生じるため、給水ポンプ駆動用蒸気タービンは、起動時の過渡的回転速度が高くなりやすい。過渡的回転速度が高いと、安定するまでに時間がかかり、給水ポンプ２が定格状態に達するまでの時間が長くなり、急速に起動して冷却水を原子炉に給水することができない。
【０００８】
このように、従来の蒸気加減弁制御装置は、油圧系統内に空気が入った場合に給水ポンプ駆動用蒸気タービンの起動特性が悪くなり、緊急時に駆動する蒸気タービンとしての安定的な運用を行うことができない。
【０００９】
そこで本発明は、蒸気加減弁を駆動制御する油圧系統内に空気が入ることを防ぎ、万一空気が入ってしまった場合でも、給水ポンプ駆動用蒸気タービンの起動特性を悪化させることのない蒸気加減弁制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記制御油ポンプ上流側にこの油系統内に混入した空気を除去する給油ドレンポットを設けるとともに、このドレンポットからオリフィスを介して前記油タンクに接続されるバイパス系統を設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、油系統に空気が混入した場合においても、油系統を起動した際に給油ドレンポットにて空気が系外に放出され空気を油系統から抜くことができ、空気混入による蒸気タービン起動時の過渡的回転速度上昇を防止することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である前記電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記排油ラインにこの油系統内に混入した空気を除去する排油ドレンポットを設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、油系統に空気が混入した場合においても、油系統を起動した際に排油ドレンポットにて空気が系外に放出され空気を油系統から抜くことができ、空気混入による蒸気タービン起動時の過渡的回転速度上昇を防止することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記油圧シリンダーのピストンにこの油系統内に混入した空気を除去するオリフィスを設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、油圧シリンダーのピストン下部に溜まった空気をオリフィスからピストン上部を経由して抜くことができるため、油系統への空気混入による蒸気タービン起動時の過渡的回転速度上昇を防止することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記油圧シリンダーのピストンをラビリンス構造にしたことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、油圧シリンダーのピストン下部に溜まった空気をピストンのラビリンス部とシリンダー内壁部の隙間からピストン上部を経由して抜くことができるため、油系統への空気混入による蒸気タービン起動時の過渡的回転速度上昇を防止することができる。
【００１８】
請求項５の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記給水及びタービン速度制御装置は、給水ポンプ駆動用蒸気タービン起動信号が入った直後の数秒間に亘り、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号に代わり、蒸気加減弁急閉信号を入力信号とすることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、給水ポンプ駆動用蒸気タービン駆動信号が入っても、その直後に蒸気加減弁を閉じるので、急速に蒸気タービンが速度上昇することが無くなり、蒸気タービンを短時間に定回転数に制御することが可能となる。
【００２０】
請求項６の発明は、原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、前記給水及びタービン速度制御装置は、入力されたタービン実速度信号に進み信号を加えて先行実速度信号として出力させる進み／遅れ回路を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、蒸気タービンの実回転数より予め先行させた信号で蒸気加減弁の制御を行うため、蒸気タービンを短時間に定回転数に制御することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態の蒸気加減弁制御装置の系統図である。すなわち、制御油ポンプ８の上流側にオリフィス１４を備えた給油ドレンポット９を設置し、制御油ポンプ８、電油変換器１２及び油圧シリンダー１３よりも高い位置に設置した構成である。
【００２３】
給油ドレンポット９は蒸気加減弁５の緊急時の閉止に油圧シリンダー１３が動作するに必要な容量以上の油が溜められており、蒸気タービン３が急速に起動して回転速度が上昇した時に給油ドレンポット９の中の油を制御油ポンプ８に給油することができる。また、潤滑油ポンプ７の容量は制御油ポンプ８及び蒸気タービン３の軸受で使用される容量よりも大きいため、油系統内に空気が入っている場合であっても起動時に給油ドレンポット９のオリフィス１４を経由して空気が自動的に押し出されて抜くことができる。
【００２４】
この構成であると、制御油ポンプ８の上流側に入った空気は給油ドレンポット９に溜まる。そして給油ドレンポット９の最下部の油が制御油ポンプ８に給油されるため制御油ポンプ８側には空気が混入しない。また、油系統内に混入した空気は蒸気タービン３の停止時に給油ドレンポット９の上部に溜まる。この空気はタービンの起動時にドレンポットの空気抜きオリフィス１４を経由して抜かれる。
【００２５】
本実施の形態の蒸気加減弁制御装置における蒸気加減弁５のストロークＳ、および蒸気タービン３の回転速度Ｎの経時変化は図２のようになる。蒸気加減弁５のストロークＳは従来の技術におけるよりも早く閉動作し、蒸気タービン３の回転速度Ｎは従来の技術よりも過上昇が少ないことが分かる。
【００２６】
このように本実施の形態の蒸気加減弁制御装置においては、制御油ポンプ８の上流側に空気抜き用の給油ドレンポット９を設置して、油系統内に混入した空気は電油変換器１２及び油圧シリンダー１３側に入らないように除去し、空気混入による蒸気弁の動作遅れを防止することができる。すなわち、油系統内の空気が抜かれるため、蒸気加減弁５の動作遅れがなくなり、給水ポンプ駆動用蒸気タービン３の起動時の回転数の過渡的上昇が少なくなる。
【００２７】
図３は本発明の第２の実施の形態の要部を示し、電油変換器１２と油タンク７６を結ぶ排油系統にに排油ドレンポット１６を設置した構成である。他の構成は従来技術（図６）と同じである。この実施の形態では、排油系統にドレンポット１６を設置し、制御油ポンプ８、電油変換器１２及び油圧シリンダー１３よりも高い位置に置くことによって、空気が排油系統に溜まらないようにすることができる。
【００２８】
図４は本発明の第３の実施の形態の要部を示し、油圧シリンダー１３に空気が溜まらないようにしたものである。
図４（ａ）は、油圧シリンダー１３のピストン部分に空気抜きオリフィス１７を設け、シリンダーの下部に溜まった空気はシリンダーの上部を経由して排出される。図４（ｂ）では油圧シリンダー１３のピストンをラビリンス構造１８としてラビリンス構造とシリンダー内壁との間から下に溜まった空気を排出するようにしている。
【００２９】
この実施の形態においては、オリフィス１７やラビリンス構造１８から洩れる油量は油圧シリンダー１３への給油量に比較して十分に少なくし、これらの構造による動作遅れがないような構成にする。
【００３０】
図５は本発明の第４の実施の形態の要部を示す。
図５（ａ）は、給水及びタービン速度制御装置１０に蒸気タービン３起動時の数秒のみ蒸気加減弁全閉信号が入力信号となるようにした構成のブロック図である。蒸気タービン３が回転上昇する前に蒸気タービン３の起動信号が入力された時点で蒸気加減弁急閉信号を与えて蒸気加減弁５を強制的に閉止させる。このようにすることによって、蒸気タービン３の回転速度が上がってきてから蒸気加減弁５を制御する場合に比べ早い段階で閉止信号が入るため、蒸気タービン３の過渡的回転速度をより低く抑えることができ、短時間で定回転数に制御することができる。
【００３１】
図５（ｂ）は、給水及びタービン速度制御装置１０の速度検出器１１からのタービン実速度信号１１ａの入力部に進み遅れ回路を設置して進み定数を大きく設定したものである。この構成によっても、図５（ａ）と同様に蒸気タービン３の実回転速度に先行して速度制御を行うことができるので短時間で定回転数に制御することができる。なお、図５（ａ），（ｂ）を組み合わせた制御回路でも同様な効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の蒸気加減弁制御装置によれば、油系統内への空気の混入を防ぎ、万一空気が混入した場合でも、原子炉に緊急時に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する蒸気タービンの動作遅れを少なくして安定に起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の蒸気加減弁制御装置を示す系統図。
【図２】上記第１の実施の形態の蒸気加減弁制御装置の動作を説明する図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の蒸気加減弁制御装置の要部を示す系統図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の蒸気加減弁制御装置の要部を示す図。
【図５】本発明の第４の実施の形態の蒸気加減弁制御装置を示し、（ａ），（ｂ）はそれぞれ異なる給水及びタービン速度制御装置の実施例を示すブロック図。
【図６】従来の蒸気加減弁制御装置を示す系統図。
【図７】従来の蒸気加減弁制御装置における給水及びタービン速度制御装置のブロック図。
【符号の説明】
１…原子炉、２…給水ポンプ、３…給水ポンプ駆動用蒸気タービン、４…蒸気止め弁、５…蒸気加減弁、６…油タンク、７…潤滑油ポンプ、８…制御油ポンプ、９…給油ドレンポット、１０…給水及びタービン速度制御装置、１１…速度検出器、１１ａ…タービン実速度信号、１２…電油変換器、１３…油圧シリンダー、１４…空気抜きオリフィス、１５…蒸気加減弁全開用ばね、１６…排油ドレンポット、１７…空気抜きオリフィス、１８…ラビリンス構造、１９…軸受、２０…排油系統、２１…バイパス系統。
Claims (6)
- 原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、
前記制御油ポンプの上流側にこの油系統内に混入した空気を除去する給油ドレンポットを設けるとともに、この給油ドレンポットからオリフィスを介して前記油タンクに接続されるバイパス系統を設けたことを特徴とする蒸気加減弁制御装置。 - 原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、
前記排油ラインにこの油系統内に混入した空気を除去する排油ドレンポットを設けたことを特徴とする蒸気加減弁制御装置。 - 原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、
前記油圧シリンダーのピストンにこの油系統内に混入した空気を除去するオリフィスを設けたことを特徴とする蒸気加減弁制御装置。 - 原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、
前記油圧シリンダーのピストンをラビリンス構造にしたことを特徴とする蒸気加減弁制御装置。 - 原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、
前記給水及びタービン速度制御装置は、給水ポンプ駆動用蒸気タービン起動信号が入った直後の数秒間に亘り、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号に代わり、蒸気加減弁急閉信号を入力信号とすることを特徴とする蒸気加減弁制御装置。 - 原子炉に緊急に冷却水を供給する給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用蒸気タービンと、油タンクの出口側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動される潤滑油ポンプと、この潤滑油ポンプの下流側に設けられ前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンにより駆動されるとともに前記潤滑油ポンプからの吐出油の圧力を昇圧する制御油ポンプと、この制御油ポンプの下流側に設けられ前記制御油の吐出油の流量を、前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの実速度信号と給水速度指令信号とを入力信号とする給水及びタービン速度制御装置からの出力である電油変換器入力信号に基づいて制御する電油変換器と、この電油変換器と前記油タンクを結ぶ排油ラインと、前記電油変換器の下流側に設けられた油圧シリンダーと、この油圧シリンダーに接続され前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの蒸気入口側に設置された蒸気加減弁とを備えた蒸気加減弁制御装置において、
前記給水及びタービン速度制御装置は、入力されたタービン実速度信号に進み信号を加えて先行実速度信号として出力させる進み／遅れ回路を備えていることを特徴とする蒸気加減弁制御装置。
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